Fazy Księżyca to różne sposoby, w jakie Księżyc wygląda z Ziemi w ciągu około miesiąca.

Gdy Księżyc krąży wokół Ziemi, połowa Księżyca zwrócona w stronę Słońca będzie oświetlona. Różne kształty oświetlonej części Księżyca, które można zobaczyć z Ziemi, są znane jako fazy Księżyca. Każda faza powtarza się co 29,5 dnia.

Ta sama połowa Księżyca zawsze zwrócona jest w stronę Ziemi, z powodu blokady pływowej. Zatem fazy zawsze będą występować na tej samej połowie powierzchni Księżyca.

Faza to kąt nachylenia księżyca względem ziemi, dzięki czemu każdego dnia wygląda on inaczej.

Jak powstają fazy Księżyca?

Fazy Księżyca wynikają z geometrycznego ustawienia trzech ciał: Słońca, Ziemi i Księżyca. Połowa Księżyca jest zawsze oświetlona przez Słońce, ale z Ziemi widzimy tylko część tej oświetlonej połowy. Widoczny kształt zależy od kąta (elongacji) pomiędzy Księżycem a Słońcem widzianego z Ziemi — im większy kąt, tym większa widoczna, oświetlona część tarczy Księżyca.

Nazwy i kolejność głównych faz (cykl ~29,53 dnia)

  • Nów (0 dni) — Księżyc znajduje się między Ziemią a Słońcem; oświetlona strona skierowana jest od nas, więc tarcza wydaje się ciemna (0% oświetlenia). W czasie nowiu możliwe są całkowite zaćmienia Słońca, jeśli układ jest bardzo precyzyjnie wyrównany.
  • Sierp rosnący (waxing crescent) — kilka dni po nowiu, pojawia się cienki świetlny sierp (około 1–49% oświetlenia).
  • Pierwsza kwadra (~7,4 dnia) — widzimy połowę tarczy oświetloną (około 50%); nazywana też pierwszą ćwiartką.
  • Garb rosnący (waxing gibbous) — między pierwszą kwadrą a pełnią; więcej niż połowa tarczy jest oświetlona (51–99%).
  • Pełnia (~14,8 dnia) — Ziemia znajduje się między Słońcem a Księżycem; cała widoczna tarcza jest oświetlona (około 100%). W czasie pełni mogą wystąpić zaćmienia Księżyca.
  • Garb malejący (waning gibbous) — faza po pełni, gdy oświetlenie zaczyna się zmniejszać.
  • Ostatnia kwadra / trzecia kwadra (~22,1 dnia) — ponownie widzimy połowę tarczy (około 50%), ale przeciwległą do pierwszej kwadry.
  • Sierp malejący (waning crescent) — ostatnie dni przed nowiem, cienki sierp blaknący do zera.

Dlaczego cykl trwa około 29,5 dnia (miesiąc synodyczny)?

Pełny cykl faz (miesiąc synodyczny) trwa średnio około 29,53 dnia. Różni się on od miesiąca gwiazdowego (siderealnego, ~27,32 dnia), ponieważ Ziemia wraz z Księżycem przesuwa się po orbicie wokół Słońca. Po obiegu wokół Ziemi Księżyc musi "nadrobić" dodatkowy kąt, aby ponownie znaleźć się w tej samej geometrycznej konfiguracji względem Słońca i Ziemi — stąd około 2,2 dnia różnicy między miesiącem synodycznym a siderealnym.

Wpływ faz Księżyca na Ziemię

  • Pływy morskie: Największe pływy (pływy syzygijne) występują w czasie nowiu i pełni, gdy siły grawitacyjne Słońca i Księżyca sumują się. Mniejsze pływy (neap) obserwuje się w czasie kwadr.
  • Zaćmienia: Zaćmienie Słońca może wystąpić tylko w nowiu, a zaćmienie Księżyca tylko w pełni, pod warunkiem że orbity są odpowiednio wyrównane (Księżyc zbliżony do węzłów swojej orbity).
  • Kultura i kalendarze: Tradycyjne kalendarze (np. islamski, hebrajski, wiele ludowych nazw miesięcy) opierały się na fazach Księżyca; fazy wpływały też na rolnictwo i zwyczaje społeczne.

Dodatkowe uwagi

Chociaż ta sama połowa Księżyca zwrócona jest ku Ziemi z powodu blokady pływowej, obserwujemy nieco więcej niż połowę powierzchni Księżyca dzięki libracji — niewielkim wahaniom widoczności spowodowanym ruchem orbitalnym i obrotowym Księżyca. Ponadto zacienienie i kontrast na tarczy Księżyca zmieniają się lokalnie w zależności od kąta padania światła, co wpływa na to, jak wyraźne są szczegóły (kratery, morza).

Podsumowując: fazy Księżyca to regularna, przewidywalna zmiana kształtu widocznej, oświetlonej części Księżyca spowodowana ruchem Księżyca wokół Ziemi względem Słońca — pełny cykl trwa średnio 29,53 dnia.